一种小偏置碰撞的车辆前端结构的制作方法

1.本发明涉及车身前端结构设计技术领域，具体涉及一种小偏置碰撞的车辆前端结构。技术领域
[0002][0003]
25％小偏置碰撞(正面刚性墙25％偏置碰撞，碰撞速度64km/h)是c-iasi(中国保险汽车安全指数，china insurance automotive safety index)和iihs(美国公路安全保险协会，insurance institute for highway safety)评价规则中的一种碰撞工况，该碰撞工况对车身结构强度要求极高。从c-iasi及iihs发布的测试结果来看，很多车辆在碰撞后发生a柱折弯，整个车体结构的完整性受到破坏，评价结果较差。
[0004]
随着新能源车型的不断普及，同级别纯电车型比传统燃油车重量增加30％以上，所以初始的碰撞能量也相应增加30％左右，对25％小偏置碰撞性能开发提出了更高的挑战。通常车身应对正面碰撞的主要传力路径是左、右前纵梁，而在25％小偏置碰撞工况，由于刚性壁障与车辆的重叠率比较少，大多数车辆前纵梁与壁障无重叠区域，前纵梁不再是主要的传力路径，为了能保证车辆在小偏置碰撞过程中车体结构的完整性，合理的吸能策略和传力路径设计都是很重要的手段。
[0005]
目前大多车型在发生25％小偏置碰撞时，前端参与吸能的部件较少，导致车辆前端吸能不足，这样就会造成刚性壁障会剧烈撞击到车辆的轮胎及门槛，造成乘员舱侵入变形；另外由于25％小偏置碰撞与完全正面碰撞的设计思路不同，初始的碰撞能量不需要全部由车身结构吸收，现有车辆在碰撞过程中提供的侧面支撑力不足，导致车辆无法很好滑开，上述两个问题解决不好都会造成刚性壁障剧烈撞击到a柱，导致乘员舱变形，进而造成车内乘员伤害，所以合理的横向支撑的设计有助于壁障与车辆尽早分开，减少车辆在碰撞过程中的吸能比列，更好的保持乘员舱完整性，但是目前尚没有较佳的结构设计方案。


技术实现要素：

[0006]
基于上述表述，本发明提供了小偏置碰撞的车辆前端结构，以解决现有技术中由于车身前端结构设计不合理导致25％小偏置碰撞时刚性壁障会剧烈撞击到车辆的轮胎及门槛，造成乘员舱侵入变形的技术问题。
[0007]
本发明解决上述技术问题的技术方案如下：
[0008]
一种小偏置碰撞的车辆前端结构，包括前纵梁、前副车架、前防撞梁和shotgun梁；
[0009]
所述前副车架位于所述前纵梁的下方；
[0010]
所述shotgun梁靠近前端的位置与前纵梁的外板连接，所述shotgun梁的后端与汽车a柱的上端连接，所述shotgun梁的前端向下延伸并与所述前副车架连接，所述前纵梁、所述shotgun梁和所述汽车a柱围合形成封闭的吸能空腔；
[0011]
所述前防撞梁安装于所述前纵梁的前端，所述前防撞梁沿车身宽度方向横向布置。
[0012]
与现有技术相比，本技术的技术方案具有以下有益技术效果：
[0013]
本技术通过前防撞梁和shotgun梁的结构设计，其中前防撞梁位于前纵梁的前端，作为碰撞过程中第一个与壁障接触的结构件，参与吸能变形的同时可以产生一定的横向推力，使车辆往壁障的背离方向推离；吸能空腔将前纵梁和前副车架连成一体，碰撞过程中壁障与shogun梁发生碰撞接触，shogun梁发生变形吸能的同时可以提供足够大的横向推力，使车辆往壁障的背离方向推离，本技术方案通过对前防撞梁、前纵梁、shotgun梁、前副车架的一体式协同设计，可以在车辆发生25％小偏置碰撞时，实现更好的吸能和更多y向滑出的目的，从而减少或者避免壁障对a柱的撞击，这样就可以保证乘员舱的完整性，大幅改善车辆的25％小偏置碰撞性能。
[0014]
在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。
[0015]
进一步的，所述shotgun梁与所述前纵梁的连接处到车身横向中垂面的距离不小于车辆横向宽度的30％。
[0016]
进一步的，所述shotgun梁位于汽车a柱上端和前纵梁前端之间的部分呈圆滑曲线状过渡结构，且所述shotgun梁与汽车a柱上端的连接高度高于其与前纵梁前端的连接高度。
[0017]
进一步的，所还包括吸能盒，所述吸能盒安装于所述shotgun梁相对所述前纵梁的一侧，所述前防撞梁的两端连接于所述吸能盒远离所述shotgun梁一端。
[0018]
进一步的，所述前防撞梁的长度不小于车身宽度方向的75％。
[0019]
进一步的，还包括安装于所述前副车架前端的副车架防撞梁，所述副车架防撞梁沿车身宽度方向延伸且长度不小于车身宽度方向的75％。
[0020]
进一步的，所述副车架防撞梁为内部具有空腔的封闭腔体结构。
[0021]
进一步的，还包括吸能导向件，所述吸能导向件连接于所述前副车架的前端的侧面，所述副车架防撞梁的两端通过连接件与所述吸能导向件连接，所述吸能导向件为内部具有空腔的壳体结构。
[0022]
进一步的，所述shotgun梁与所述前纵梁连接拐角处连接有结构加强件，所述结构加强件的两端分别与所述shotgun梁的外侧壁和所述前纵梁的外板连接，所述结构加强件具有沿车身宽度方向布置的加强筋。
[0023]
另一方面，本技术还提供了一种汽车，其包括上述小偏置碰撞的车辆前端结构。
附图说明
[0024]
图1为本发明实施例中小偏置碰撞的车辆前端结构的结构示意图；
[0025]
图2为图1的仰视视角下的25％小偏置碰撞示意图；
[0026]
图3副车架防撞梁的安装结构示意图；
[0027]
图4为结构加强件的安装结构示意图。
具体实施方式
[0028]
为了便于理解本技术，下面将参照相关附图对本技术进行更全面的描述。附图中给出了本技术的实施例。但是，本技术可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使本技术的公开内容更加透彻全面。
[0029]
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本技术的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本技术的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本技术。
[0030]
可以理解，空间关系术语例如“在
……
下”、“在
……
下面”、“下面的”、“在
……
之下”、“在
……
之上”、“上面的”等，在这里可以用于描述图中所示的一个元件或特征与其它元件或特征的关系。应当明白，除了图中所示的取向以外，空间关系术语还包括使用和操作中的器件的不同取向。例如，如果附图中的器件翻转，描述为“在其它元件下面”或“在其之下”或“在其下”元件或特征将取向为在其它元件或特征“上”。因此，示例性术语“在
……
下面”和“在
……
下”可包括上和下两个取向。此外，器件也可以包括另外地取向(譬如，旋转90度或其它取向)，并且在此使用的空间描述语相应地被解释。
[0031]
本技术实施例提供了一种汽车，其包括汽车工作的主要部件之外还具有一种小偏置碰撞的车辆前端结构，如图1所示，该车辆前端结构包括前纵梁10、前副车架20、shotgun梁30、前防撞梁40和副车架防撞梁50。
[0032]
其中，所述前副车架20位于所述前纵梁10的下方，可以理解的是，与一般车辆结构设计相同，在本技术中，前纵梁10的后端与汽车a柱80连接，其前端沿车身纵向向前延伸。
[0033]
在本实施例中，所述shotgun梁30的数目为两个，两个shotgun梁30沿车身纵向轴线对称设置，所述shotgun梁30靠近前端的位置与前纵梁10的外板连接，所述shotgun梁30的后端与汽车a柱80的上端连接，所述shotgun梁30的前端向下延伸并与所述前副车架20连接，所述前纵梁10、所述shotgun梁30和所述汽车a柱80围合形成封闭的吸能空腔x。
[0034]
吸能空腔x将前纵梁10和前副车架20连成一体，碰撞过程中壁障b与shogun梁40发生碰撞接触，shogun梁40发生变形吸能的同时可以提供足够大的横向推力，使车辆往壁障的背离方向推离。
[0035]
shotgun梁30与前纵梁10及汽车a柱80搭接的吸能空腔x在车身纵向上要做到足够大，另外，所述shotgun梁与所述前纵梁的连接处到车身横向中垂面的距离不小于车辆横向宽度的30％，以保证其与25％刚性壁障在碰撞过程中可以发生有效接触。
[0036]
优选的，在本实施例中，所述shotgun梁30位于汽车a柱80上端和前纵梁10前端之间的部分呈圆滑曲线状过渡结构，整体形状形似象鼻状，所述shotgun梁30与汽车a柱80上端的连接高度高于其与前纵梁10前端的连接高度，shotgun梁30圆滑曲线状的走势可以使25％刚性壁障b在碰撞过程中沿着shotgun梁30的形状向车辆外方向滑出，起到了导向的作用，降低了碰撞损伤。
[0037]
优选的，在本实施例中，所述shotgun梁30与前纵梁10的外板焊接固定，所述shotgun梁30与汽车a柱80的上端液通过焊接固定，所述shotgun梁30的前端向下延伸并通过螺栓与所述前副车架20连接。
[0038]
所述前防撞梁40安装于所述前纵梁10的前端，所述前防撞梁40沿车身宽度方向横向布置。
[0039]
具体的，结合图2和图4所示，该车辆前端结构还包括吸能盒41，所述吸能盒41安装于所述shotgun梁30相对所述前纵梁10的一侧，所述前防撞梁40的两端连接于所述吸能盒41远离所述shotgun梁30的一端。
[0040]
在本实施例中，吸能盒41为钢制或者铝制中空腔体结构，前防撞梁40材料可以使
用铝合金和钣金，其中，前防撞梁40的结构强度需要满足正面碰撞、mpdb等工况要求，防撞梁的结构弧度根据前保险杠的造型确定，同时需要考虑到造型及行人保护要求。
[0041]
由于，前防撞梁40在车身宽度方向上需要尽量长，尽可能增加其与25％刚性壁障b在宽度方向的重叠，优选的，所述前防撞梁40的长度不小于车身宽度方向的75％。
[0042]
前防撞梁40是碰撞过程中第一个与壁障接触的结构件，参与吸能变形的同时可以产生一定的横向推力，使车辆往壁障的背离方向推离。
[0043]
结合图3所示，副车架防撞梁50安装于所述前副车架20的前端，所述副车架防撞梁50沿车身宽度方向延伸且长度不小于车身宽度方向的75％。
[0044]
副车架防撞梁50可以是钢制或者铝制的，为了能提供足够的吸能，该结构最好是内部具有空腔的封闭腔体结构，其通过螺栓固定在前副车架20的前端。
[0045]
当其为铝合金结构时，通常有“日
””
目”型截面，厚度在2.5mm及以上厚度，为钣金结构时，通常是两个冲压的钣金焊接成一个封闭的腔体，类似于“口“型截面。
[0046]
在本技术优选的实施例中，所述前副车架20的前端的侧面连接有吸能导向件60，吸能导向件60为内部具有空腔的壳体结构，所述副车架防撞梁50的两端通过螺栓与所述吸能导向件60连接。
[0047]
在能满足布置条件的前提下，副车架防撞梁50的布置在车身纵向上应尽量靠前，最好能与前防撞梁40在前后方向保持一致，在满足造型及行人保护要求前提下，副车架防撞梁50在车辆宽度方向的需要尽量长，尽可能增加与25％小偏置刚性壁障在宽度方向的重叠，优选的，副车架防撞梁50在车身宽度方向不小于车身宽度的75％；副车架防撞梁50作为第二个与壁障接触的结构件，参与吸能变形的同时也可以产生一定的横向推力，使车辆往壁障的背离方向推离。
[0048]
其中，吸能导向件60与前副车架20连接可以是焊接也可以是螺栓连接，一般使用两个钣金焊接为封闭结构，为副车架防撞梁50的安装提供足够的强度支持。该结构与25％小偏置壁障b在车身纵向上重叠，结构所在位置不小于车辆宽度的30％，其以在发生25％小偏置碰撞时把更多的力传给前副车架20，通过前副车架20来给车辆提供更多的y向支撑力，使车辆更多的向壁障的反方向滑开。
[0049]
更优选的，所述shotgun梁30与所述前纵梁10的连接拐角处连接有结构加强件70，所述结构加强件70的两端分别与所述shotgun梁30的外侧壁和所述前纵梁10的外板焊接固定，该结构加强件70需要尽量在车身宽度方向上做强，优选沿着车身宽度方向布置加强筋71，增强该结构在车身宽度方向上的承载力，使得其在发生25％小偏置碰撞时提供加强的支撑力，确保shotgun梁30与前纵梁10的焊接不发生失效，把更多的碰撞力传递给前纵梁。
[0050]
本发明专利通过对前纵梁10、前副车架20、shotgun梁30、前防撞梁40和前副车架防撞梁50的一体式协同设计，可以在车辆发生25％小偏置碰撞时，实现更好的吸能和更多y向滑出的目的，从而减少或者避免壁障对a柱的撞击，这样就可以保证乘员舱的完整性，大幅改善车辆的25％小偏置碰撞性能。
[0051]
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。